[发明专利]一种介质陶瓷异形件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种介质陶瓷异形件，原料包括基体、高温塑料、低温塑料、蜡类和表面活性剂；基体为介质陶瓷粉；高温塑料包括聚酰胺、聚醚酰亚胺粉和聚马来酰亚胺粉；低温塑料包括聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯和乙烯‑醋酸乙烯共聚物。该介质陶瓷异形件通过加入高温塑料和低温塑料，高温塑料的玻璃化温度高于低温塑料，高温塑料在未达到玻璃化温度时，高温塑料作为坯体的骨架。在加温过程中，低温塑料先于高温塑料融化变软，随着温度越来越高，高温塑料逐渐变软，低温塑料碳化变硬形成制成骨架，能减少介质陶瓷坯体的变形。该异形件注射定型后在同一烧结炉中先脱脂后烧结，适用于制备50mm以上的介质陶瓷工件，还能保持更高的形状精度。

技术领域

本发明涉及介质陶瓷制造技术领域，具体涉及一种介质陶瓷异形件及其制 备方法。

背景技术

微波介质陶瓷是一种具有高介电常数、低介电损耗以及近零温度系数的新 型功能陶瓷材料，它主要是应用在微波频段(主要是UHF、SHF频段)电路中 作为介电中介材料并完成一种或多种功能的陶瓷材料，在现代通信中被广泛用 作环行器、双工器、介质天线、介质谐振器、介质稳频振荡器、介质波导传输 等微波器件的关键材料。

目前常用的介质陶瓷滤波器的成型工艺是干压成型，是将经过造粒后的粉 料装入金属膜腔内，通过压头施加压力，压头在膜腔内位移，传递压力，使膜 腔内粉体重排变性，形成具有一定强度和形状的坯体。但干法定型对生产大型 坯体有困难，模具磨损大，加工复杂，成本高。而且加压只能上下加压，导致 压力分布不均匀，影响坯体的致密度和收缩率，容易因密度不均匀而出现低密 度区，进而导致烧结过程中滤波器变形，影响制作精度。

制备形状复杂的、长径比大的介质陶瓷产品，如滤波器等，一般采用注射 成型工艺，所以必须使用粘结剂，所以需要加入脱脂步骤使得粘结剂分解为气 体。热脱脂为陶瓷注射成型工艺中最常用的方法，其所需仪器设备较少、工艺 简单，生产成本低，适合精密陶瓷部件，但脱脂所需时间长、反应慢，通常升 温速率为5～20℃/h，脱脂时间为13小时以上，大尺寸部件通常需要几天，而 且大尺寸的陶瓷部件在热脱脂时还容易产生鼓泡、凹陷、变形等缺陷，因此限 制陶瓷部件的尺寸一般不超过12mm。

CN201010550351.1一种氧化锆陶瓷套管的生产方法，该方法为溶剂脱脂成 型工艺。其成型后到产品需经过泡油即溶剂脱脂、热脱脂、烧结三大步骤后方 可得到陶瓷；所述的泡油环境污染大，时间长，最多达到28小时；所述的热脱 脂是指：将泡油干燥后的坯体移入脱脂炉内以0.52℃/分钟升至160～180℃，保 温12小时，再以0.51℃/分钟升至260℃，保温13小时，再以0.013℃/分钟升 至500℃，保温23小时，再以15℃/分钟升至800～1000℃，保温13小时，冷却 至室温；所述的烧结是指：将脱脂坯体以升温速率0.55℃/分钟的不同温升速率， 分阶段升温至烧结温度，保温16小时。烧结范围1400℃左右，采用常压烧结。 炉内冷却，得产品。该方法的工步步骤多，耗时长(泡油、脱脂和烧结一共为 92小时)。

CN202010915413.8注射用粉料、塑基粘结剂、工艺及陶瓷滤波器；提供一 种注射用粉料、塑基粘结剂、工艺及陶瓷滤波器，所制得喂料流动性好，方便 注射；可制得形状复杂的滤波器产品。注射坯体结构完整且注射后生坯收缩小、 外观良好、断面无肉眼可见气孔和孔洞。对应滤波器烧坯产品密度均匀、变形 小，尺寸精度高。该方法选用催化脱脂(酸脱脂)工艺。对成型后脱脂和烧结 的描述为：使用草酸于145～165℃对所述产品进行脱脂，然后于1300℃～1390℃ 对所述产品进行烧结，最终保温1h～4h；缺点聚甲醛使用过程中对环境污染、 工人健康造成威胁，虽然未详述草酸脱脂时间，但是该工艺催化脱脂时间对200mm*200mm*16mm尺寸的生坯来说至少需要100小时。

发明内容